ترمیم ترک توسط تزریق اپوکسی

ترمیم ترک های پل توسط تزریق اپوکسی

در انیمه زیبای زیر نحوه ترمیم ترک یک پل را خواهید دید:

ترمیم ترک توسط تزریق اپوکسی

روش ترمیم ترک و تعمیر پل های بتنی

بتن با وجود مزایای منحصر به فرد که باعث استفاده روز افزون از آن در عرصه ساخت و ساز و صنعت گردیده است ، دارای خصوصیاتی است که در صورت عدم به کارگیری تمهیدات لازم می تواند منجر به تخریب زود رس و کاهش عمر و دوام سازه ها گردد.

از جمله این موارد می توان به خوردگی کلریدی یا کربناتی میلگردها ، سولفاته شدن ، خوردگی اسیدی ، فعالیت باکتریایی ، سایش ، مشکلات طراحی ، ذوب و یخ ، تبلور نمک ، حریق و .. اشاره کرد. برای حفظ دوام بتن در برابر موارد فوق ،باید با شناخت مکانیزم تخریب ، راهکارهای مقابله به کار گرفته شود.

روش تعمیر و تقویت پل های بتنی:

امروزه روشهای مختلفی جهت تعمیر و نگهداری سازه های بتنی وجود دارد که هر یک بسته به شرایط اجرایی ، بهره برداری و محیطی می توانند کارامد و موثر باشند. از جمله عوامل موثر در انتخاب مصالح و روش تعمیر می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • شرایط بهره برداری
  • شرایط دمایی
  • محدودیت های زمانی اجرا
  • شرایط دمایی زمان اجرا
  • محدودیت های اقتصادی
  • محدودیت های دسترسی
  • دوام مورد نیاز
  • ابعاد آسیب
  • علت بروز آسیب
  • امکان و نیروهای موجود و قابل دسترسی
  • …

در هر عملیات ترمیم سازه یک یا چند آیتم می توانند پررنگ تر و تعیین کننده تر در روش انتخابی باشد. از جمله انواع روشهای ترمیم استاندارد و رایج می توان به عوامل زیر اشاره کرد :

  • اجرای شاتکریت بتن
  • بتن پیش اکنده
  • روش دستی
  • قالب بندی و بتن ریزی
  • تزریق رزین اپوکسی
  • تزریق رزین پلی یورتان
  • استفاده از ملاتهای اماده
  • استفاده از بتن و چسب لاتکس
  • استفاده از بتن و چسب اپوکسی
  • استفاده از بتن پلیمری
  • استفاده از انواع پوشش های پلیمری
  • استفاده از الیاف پلیمری ( FRP )

از این رو  شناخت عوامل موثر در تخریب ، تشخیص علل آسیب های وارده بتن ، آشنایی با روشهای مختلف تعمیر و پتانسیل های آن و نیز عوامل موثر در انتخاب روش تاثیر زیادی در موفقیت فرآیند تعمیر و دوام آن داشته باشد.

تقویت اتصالات بتنی

مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP

مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP تترا
مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP

مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP

تحقیقات انجام شده برروی تقویت اتصالات بتنی تقویت شده با ورق های FRP، نشان می دهد که این مواد می توانند باعث افزایش ظرفیت برشی اتصالات بتنی، افزایش ظرفیت خمشی تیر در محل اتصال، افزایش ظرفیت باربری و بهبود شکل پذیری تیرهای منتهی به اتصال شوند.

به عبارت دیگر ورقه های FRP می توانند برروی تیرهای مجاور به اتصال به کاربرده شوند و تا مقاومت اتصال افزایش یابد و باعث انتقال مفصل پلاستیک ناحیه اتصال به طرف تیر و دور از اتصال گردند. بدین ترتیب شکل پذیری قاب های بتن آرمه افزایش یافته به طوری که رفتار آن از حالت شکل پذیری معمولی به متوسط و یا حتی ویژه ارتقا می یابد.

همچنین این تکنیک می تواند در بهبود عملکرد برشی اتصالات تیر به ستون بتنی مؤثر باشد به طوری که ضعف شکست برشی اتصالات ترمیم شده و از ناپایداری کلی قاب های بتن آرمه به دلیل تشکیل مفصل پلاستیک در محل هسته اتصال و خرابی کل سازه جلوگیری به عمل آید.

به طور کلی کارایی این روش به پارامترهای زیادی از جمله جنس FRP، روش اتصال و طول امتداد یافته FRP در طول تیر، مقاومت بتن، مقدار آرماتور موجود در تیر و سختی اتصالات بتنی بستگی دارد.
در طی سال های اخیر موضوع تقویت و مقاوم سازی سازه ها به طور گسترده ای در جوامع علمی و مهندسی مطرح گردیده است.

از دیدگاه علمی تمام سازه هایی که براساس اصول و ضوابط حال حاضر آیین نامه ها طراحی و به دلیل قصور عوامل ذیربط و نبود کیفیت لازم برای مصالح به طور صحیح و اصولی طراحی و اجرا نشده اند، نیاز به تقویت و مقاوم سازی دارند. در دهه های اخیر استفاده از FRP در مقاوم سازی قسمت های مختلف سازه ها به طور گسترده مورد توجه واقع شده است.

با این شیوه ورقه های FRP می توانند در انعطاف پذیری کل ساختمان، ارتقا مقاومت سازه به سطح مورد نظر از قبیل آسیب دیدگی و یا مقاوم سازی اتصالات بتنی برای مواجه با قوانین سخت گیرانه آئین نامه های جدید و بارهای جدید مؤثر واقع گردند.

مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP
مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP

دلایل نیاز به مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP

شکل پذیری سازه های بتن آرمه از مهم ترین مسایلی است که باید در طراحی این سازه ها مد نظر طراحان قرار بگیرد. در این راستا آیین نامه های طراحی سازه های بتن آرمه ضوابط خاصی را برای طراحی این سازه ها در مناطق زلزله خیز به منظور اطمینان از حصول شکل پذیری کافی در نظر می گیرند.

در بین اجزای سازه ای اتصالات به دلایل گوناگون مهم ترین رکن سازه های بتن آرمه محسوب می شوند.

از طرفی در اجزای سازه های بتن آرمه معمولاً اتصالات چندان مورد توجه واقع نمی شوند به گونه ای که ضوابط خاص آئین نامه ها در مورد اتصالات از قبیل آرماتور گذاری عرضی اتصال معمولاً رعایت نمی شود از این رو تقویت اتصالات و افزایش شکل پذیری آن ها از موارد مهم و مورد توجه محققین مختلف بوده است.

سهم اتصالات یک قاب خمشی در تحمل تغییرشکل های ناشی از بار زلزله سهم زیادی است.

زمانی که قاب خمشی بتن مسلح تحت اثر نیروهای جانبی ناشی از زلزله قرار می گیرد، در اتصالات آن، نیروهای برشی قابل توجهی ایجاد می شود، ایجاد این نیروهای برشی با تغییرشکل های زیادی همراه است. بنابراین اتصالات سازه های بتن مسلح، علاوه بر مقاومت باید از شکل پذیری کافی نیز برخوردار باشد.

به طور کلی اتصالات تیر به ستون را می توان به عنوان ناحیه بحرانی در قاب های بتن مسلح که برای پاسخ غیر الاستیک برای مقابله با زلزله های شدید طراحی شده اند، محسوب کرد.

اتصالات بتنی دارای جزئیات ضعیف، به خصوص اتصالات تیر به ستون خارجی، به عنوان مناطق بسیار بحرانی که در معرض شکست زودرس به علت تنش های برشی زیاد هستند شناخت شده اند. همچنین شکست در پیوستگی آرماتورهای طولی به خصوص در اتصالات داخلی جایی که میلگردها به طور صحیح با قلاب های استاندارد مهار نشدند نیز مشاهده شده است.

اجرای مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP

پس از آماده سازی سطح بتن و زدودن ناهمواری ها و ایجاد زیرسازی اولیه توسط چسب، بتن جهت نصب ورق های FRP آماده می باشد. ورق های FRP در ابعاد مورد نظر بریده شده و سپس توسط همان چسب مورد استفاده برای زیر سازی اولیه، بر روی تیر و چشمه اتصال نصب می گردد. مراحل نصب ورق ها به طور خلاصه به شرح زیر می باشند:

  • آماده سازی چسب اپوکسی جهت اتصال الیاف به بتن
    • پخش یکنواخت چسب بر روی سطح توسط کاردک
    • نصب ورق FRP روی سطح مورد نظر و هواگیری توسط غلطک مخصوص
    • بر روی الیاف یک لایه حفاظتی نازک اپوکسی اجرا شود
تقویت اتصالات بتنی
مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP
چکش اشمیت

آزمایش چکش اشمیت

 چکش اشمیت

چکش اشمیت یکی از رایج ترین و پرمصرف ترین ابزارهای ضربه زنی است، که در صورت استفاده صحیح می تواند وسیله ای با ارزش باشد. اما بی دقتی و استفاده بدون تشخیص پارامترهای موثر میتواند به نتایج نادرستی منجر گردد.

چکش اشمیت روشی سریع و کم هزینه و غیرمخرب هم در آزمایشگاه و هم در محل میباشد. این روش را نمیتوان به عنوان جایگزین آزمایش مقاومت فشاری استاندارد استفاده نمود، بلکه روشی است در جهت تعیین یکنواختی بتن در سازه و یا مقایسه تغییر کیفیت بتن در نقاط مختلف یک سازه. این آزمایش نسبت به تغییرات موضعی در جنس بتن حساس میباشد.

برای مثال، وجود ذرات درشت دانه، درست در زیر پیستون، سبب حصول نتیجه کم میشود. به علاوه انرژی ای را که بتن جذب می کند، با مقاومت و هم با سختی آن ارتباط دارد، به طوری که ترکیب مقاومت و سختی کنترل کننده برجهندگی می باشد.

آزمایش چکش اشمیت برجهندگی فقط خواص سطح بتن را می سنجد. به علت پراکندگی موضعی در سختی بتن در یک مساحت کوچک، عدد برجهندگی باید در تعدادی از نقاط نزدیک به یکدیگر تعیین شوند و سپس از نتیجه آنها میانگین گرفته شود.

در چکش اشمیت جرم متصل شده به فنر وجود دارد که با کشیدن فنر تا نقطه مشخصی، مقدار انرژی ثابتی به آن داده می‌شود. این کار با فشار دادن چکش به سطح صاف بتن انجام می‌شود.

بعد از آزاد کردن، جرم تحت اثر بازتاب میله چکش (که هنوز در تماس با سطح بتن است) قرار می گیرد و مسافتی که توسط جرم طی می‌شود و برحسب درصدی از انبساط اولیه فنر بیان می‌شود، عدد بازتاب نامیده می‌شود.

این مقدار توسط یک نشانه که در طول یک مقیاس مدرج است حرکت می‌کند، نشان داده می‌شود. عدد بازتاب یک اندازه مطلق است، چون به انرژی ذخیره شده در فنر و به اندازه جرم وابسته می‌باشد.

چکش اشمیت
چکش اشمیت

مطالعات نشان داده است که سختی سنگ‌ها با مقاومت فشاری تک محوری و مدول کشسانی سنگ‌ها در ارتباط است در واقع سختی یکی از مفاهیم رایج است که برای توصیف رفتاری سنگ‌ها بکار می‌رود.

سختی تابعی از عوامل ذاتی چون نوع کانی‌ها، ابعاد دانه‌ها، چسبندگی مرزی کانی‌ها، مقاومت و رفتار الاستیک و پلاستیک سنگ می باشد. ترکیب و اندرکنش این عوامل، تعیین کننده سختی یک سنگ است. روش های متعددی برای تعیین سختی سنگ پیشنهاد شده است که یکی از این روش‌ها بکارگیری وسیله‌ای به نام چکش اشمیت، معروف به آزمایشهای واجهشی یا دینامیکی است.

در این دسته از آزمایش‌ها از یک چکش یا وزنه برای ضربه زدن به سطح سنگ استفاده می‌شود و ارتفاع واجهش وزنه مقیاسی برای سنجش سختی است. هرگونه رفتار پلاستیک یا تغییر شکل بر اثر ضربه، انرژی الاستیک واجهش چکش را کاهش می‌دهد.

 

این روش که توسط انجمن بین المللی مکانیک سنگ ISRM به صورت استاندارد در آمده است، در مورد سنگ‌های خیلی نرم یا خیلی سخت دارای محدودیت‌هایی بوده است و نتایج قابل اطمینانی ارائه نمی‌دهد. چکش‌های اشمیتی که جهت تخمین مقاومت فشاری بتن بکار می رود انرژی ضربه فنر در حدود ۲٫۲۰۷ ژول دارند که برای سازه های بتنی که مقاومتی بین ۱۰ تا ۷۰ مگاپاسکال دارند مناسب است.

چکش اشمیت
چکش اشمیت
تست التراسونیک

تست التراسونیک

تست التراسونیک

استفاده از تست یا آزمایش التراسونیک بتن سال های سال است که مورد توجه مهندسان قرار گرفته و از این تست برای موارد بسیاری استفاده خواهد شد. شایان به ذکر می باشد که از این تست به عنوان یکی از روش های غیر مخرب تست بتن یاد می شود.

روش سرعت امواج التراسونیک شامل پراکندن قسمتی از موج ماورای صوت است که با سرعت متوسط ۳ تا ۵ کیلومتر بر ثانیه از میان بتن عبور می کند.

تست التراسونیک یا تست سرعت پالس های التراسونیک با فرکانس۵۰ تا۵۴ هرتز یک آزمایش غیر مخرب جهت بررسی پایداری و مقاومت بتن ، بررسی کیفیت دانه بندی های بتن و وجود ترک خوردگی و…در بتن میباشد.

علاوه بر موارد فوق امکان بررسی عمق ترک های موجود در بتن نیز وجود دارد.

تست التراسونیک
تست التراسونیک

آشنایی با تست التراسونیک  :

همان گونه که بیان شد، تست التراسونیک  یا آزمون فراصوت جزء آزمون های غیر مخربی است که در بازرسی انواع قطعات به خصوص برای تست جوش قطعات جوش کاری شده بسیار پرکاربرد است. این تست در تمام صنایع بزرگ و برای بازرسی قطعات ریخته گری، اتصالات جوش و موارد گوناگونی استفاده می شود.

از این آزمون برای تشخیص عیوب داخلی مواد، قطعات و سازه ها استفاده می شود و به وسیله آن می توان عیوب که شامل ترک ها، عیوب انقباضی، حفره ها، پوسته شدگی ها، خلل و فرج ها و ترکیدگی ها می باشد را شناسایی نمود.

تعریف و آشنایی با تست التراسونیک :

در این تست التراسونیک بتن، امواج فرا صوت که دامنه آن ها بین ۵/۰ تا ۲۵ مگا هرتز هستند توسط یک مولد صوتی بر روی قطعه مورد آزمایش هدایت می شود.

این امواج هنگامی که به ناپیوستگی ها و عیوب سطحی و زیر سطحی قطعه برخورد می کنند منعکس می شوند که توسط مولد صوتی این بازتاب ها دریافت گردیده و به پالس های الکتریکی تبدیل شده و در صفحه نمایش به صورت یک سیگنال ظاهر می گردد.

اپراتور با بررسی این سیگنال ها می تواند به اطلاعات مختلفی از قبیل مکان، عمق، ابعاد و نوع عیب بر روی قطعه پی ببرد.

تست التراسونیک
تست التراسونیک

روش های انجام آزمایش غیر مخرب بتن :

آزمایش غیر مخرب بتن بسیار مهم است و آن را با تست التراسونیک بتن انجام می دهند، روش های التراسونیک به دو گروه قابل تقسیم بندی هستند که در زیر به آن ها اشاره می شود:

  • در این روش که براساس اندازه گیری مشخصات، از جمله سرعت پالس عبوری عمل می کنند و برای عملی کردن آن ها باید به دو سوی قطعه مورد تست، دسترسی داشته باشیم.
  • در روش دوم که مشخصات پالس انعکاس یافته از دیواره پشت نمونه، یا مرز های داخل قطعه مانند دیواره ترک ها و یا مرز مابین بتن و تقویت کننده های بتنی را اندازه گرفته، از روی آن ها برخی ویژگی های الاستیکی سازه را به دست می دهند.

اهداف استفاده از ازمایش التراسونیک :

۱)بررسی کیفیت دانه  های استفاده شده در ساختار بتن
۲)بررسی کیفی مقاومت و پایداری بتن
۳)بررسی وجود یا عدم وجود ترک در بتن
۴)بررسی عمق ترک خوردگی های سطح بتن

کرگیری از بتن

آزمایش کرگیری یا مغزه گیری از بتن

آزمایش کرگیری از بتن

کرگیری بتن (کر به معنای هسته core ) به عملیات ایجاد یک حفره یا خارج کردن قسمتی از بتن به شکل استوانه‌ ای گفته می شود. کرگیری در واقع یکی از روش های مختلف برش و مغزه گیری از بتن تقویت شده یا بتن معمولی می باشد. کرگیری بتن برای اهداف گوناگونی انجام می شود. مهم ترین آن ها عبارتند از ایجاد مسیر برای عبور لوله، سیم کشی و غیره و همچنین نمونه گیری از بتن برای آزمایش های مختلف که در آزمایشگاه بتن انجام می شود و در آن ها ویژگی های مختلف بتن تعیین می شوند. دریل های مخصوصی برای این کار طراحی و ساخته شده‌اند که در عملیات کرگیری بتن از آنها استفاده می شود. استفاده از دریل های مکانیکی سابقه‌ ای بسیار طولانی در صنعت ساخت و ساز دارد و حتی به دوران باستان نیز باز می گردد. به هر ترتیب امروزه برای کرگیری بتن از دریل های مکانیکی و الکتریکی نیمه اتوماتیک استفاده می کنیم.

کرگیری
کرگیری
  • اهداف کرگیری بتن

در هر پروژه‌ای که در آن سازه های بتنی به کار رفته باشد، به تیم و ابزار مورد نیاز برای کرگیری بتن نیاز خواهیم داشت.کرگیری شامل ایجاد حفره هایی کاملا صاف و صیقلی بر روی دیوارها، زمین و سقف می باشد. از این حفره ها در سازه برای اهدافی هم چون عبور خطوط و سیم تلفن، لوله کشی، داکت لوله، اجرای سیستم اطفای حریق و غیره استفاده می شود. هم چنین گاهی نیاز است تا قطعه‌ای از بتن جهت آزمایش برای تعیین خصوصیات مختلف آن از بتن خارج شود که این کار هم به وسیله‌ی کر گیری صورت می پذیرد و به کل این پروسه آزمایش یا تست مغزه گیری بتن گفته می شود. در برخی پروژه ها احتیاج داریم تا بر روی قسمتی از بتن آزمایش انجام شود و این آزمایش در محل قرار گیری سازه‌ ی بتن نمی تواند به درستی صورت پذیرد. بنا بر این باید قطعه‌ای از بتن جدا شده و به آزمایشگاه بتن برده شود تا آزمایش کرگیری بتن بر روی آن صورت پذیرد. در چنین شرایطی است که احتیاج است تا به وسیله‌ی کرگیری بتن، قطعه‌ ای استوانه ‌ای شکل از بتن خارج شود و به آزمایشگاه تحویل داده شود تا در آن جا بتوان با آزمایش بر روی آن، به ویژگی های مختلف کیفی و کمی آن دست پیدا کرد.

·        نحوه کارکرد دستگاه های کرگیری بتن یا دریل ها

دستگاه های دریل از هسته های الماسی استفاده می کنند. چرا که الماس یکی از سخت ترین مواد شناسایی شده است که می تواند بتن را ببرد. البته بیشتر دریل از فولاد ساخته می شود و فقط در بخش انتهایی یا نوک آن از الماس استفاده می شود. احتمالا این موضوع به خاطر ارزش بالای الماس باشد. اگر بخواهیم کل هسته‌ی یک دریل را از الماس بسازیم، هزینه‌ی هنگفتی را بر روی دست ما می گذارد و البته واقعا هم به چنین کاری نیازمند نیستیم. از نظر راه های ایجاد نیرو برای وارد کردن آن به بتن، دریل ها به دسته های الکتریکی، بادی و هیدرولیک تقسیم می شوند. دریل های مدرن به صورت کاملا خودکار عمل می کنند. این دریل ها را با تنظیماتی بسیار آسان بر روی دیوار نصب می شود و با چرخشی سیصد و شصت درجه‌ ای یک دایره کامل از بتن را می برند که بعد از خارج شدن، یک شکل استوانه تشکیل می شود. قطر استوانه ‌ی بریده شده از بتن بستگی به این موضوع دارد که ما به چه اندازه‌ ای نیاز داریم. دریل ها می توانند استوانه هایی با قطر ۱۰ میلی متر تا ۱۸۰ سانتی متر را ببرند و از بتن خارج کنند.

·        کرگیری بر روی بتن مسلح

کرگیری بتن بر روی بتن های مسلح و غیر مسلح نیز انجام می شود. اما به خاطر ماهیت متفاوت آن ها، تفاوت هایی نیز میان این دو عملیات وجود خواهد داشت. کرگیری از بتن مسلح به مراتب سخت تر و پیچیده تر است و انجام این عملیات زمان بسیار بیشتری را نسبت به بتن معمولی می طلبد. همچنین در این مورد روش های کرگیری بتن محدودی نیز وجود دارد که کمی ما را محدودتر می کند. اما در مورد بتن معمولی و غیر مسلح این گونه نیست. کرگیری در بتن غیر مسلح آسان تر و با سرعت بسیار بالاتری صورت می پذیرد. همچنین در مورد انتخاب روش کرگیری نیز کار ما راحت تر است چرا که گزینه های بیشتری پیش روی ماست و از تنوع بالایی برخوردار است.

کرگیری
کرگیری